[发明专利]一种高温型锂离子电池正极极片

说明书

技术领域

本发明涉及到锂离子电池极片制备领域，具体涉及到一种高温型锂离子电池正极极片及其制备方法。

背景技术

锂离子电池由于其能量密度高，工作电压高，循环寿命长，自放电小等诸多优点成为新时期重要的新型能源之一。并且被广泛地应用在国防军工，农业生产，交通运输等各大领域中，随着社会生产力的发展和科学技术的不断进步，研究改善锂离子电池的高温性能，使其能够适用于极端恶劣条件成为必要。一般来说，电池的高温性能是指锂离子电池在介于室温（25℃）和安全使用温度上限（90℃）范围内的电性能发挥，包括循环性能，存储性能，倍率性能，安全性能等。

目前产业界广泛使用的正极活性材料主要有磷酸铁锂，钴酸锂，锰酸锂和三元材料等。其中磷酸铁锂和锰酸锂由于两者在高温条件下电性能不理想而在一定程度上阻碍其广泛的应用于锂离子电池生产。研究表明，导致两者高温条件下电池循环寿命不理想的主要原因是活性材料与电解液中的某些物质发生反应，导致活性材料中的铁锰溶解进入电解液，并在负极表明沉积而带来的一系列负面影响造成的。针对这一衰减机理，国内外研究工作者做了很多的努力来改善锂离子电池的高温性能。

专利US2003148182和CN1459131A通过在正极活性物质表面包覆金属氧化物，来抑制正极活性物质与电解液的反应，从而改善电池循环性能和高温下的存储性能。但是，化学包覆工艺复杂，制备周期长，且成本较高，不适合于产业化锂离子电池生产。

因此，中国专利CN101174684A公开了一种锂离子电池正极极片的制备方法，在集流体上先涂覆第一涂层，第一涂层中包括活性材料、粘接剂、导电剂。然后再在第一涂层上涂覆第二涂层。第二涂层含有金属氧化物、活性材料、粘接剂、导电剂。使用此方法制备的电池具有良好的存储性能和循环性能。但是，第二涂层的物料种类较多，配制第二涂层的浆料时工艺流程长。同时极片中引入了金属氧化物颗粒，部分金属氧化物不能导电，势必造成电池极化增大。影响电池电化学性能。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种成本低廉、工艺简单的高温型锂离子电池正极极片的制备方法，得到的极片具有良好的耐溶剂性，并且有效地防止了极片剥离，掉粉等现象的发生。同时，增加了电池高温下的使用寿命，提高了电池高温存储性能和安全性能。

本发明的技术方案是：本发明的正极极片除了包括集流体及涂覆在集流体上的正极材料涂层之外，在正极材料涂层之上还涂覆有一层保护涂层；所述的保护涂层为聚丙烯酸或聚丙烯酸盐与导电添加剂混合物构成。

本发明的制备过程是：将正极活性材料、粘结剂与导电添加剂按重量比例为活性材料：粘接剂：导电添加剂=（60-94）：（15-3）：（25-3）混合均匀。将混合料溶解分散在溶剂中，搅拌均匀至完全溶解形成浆料;将浆料均匀涂覆在集流体上，经80～120℃温度干燥3～20小时后得到涂有正极材料涂层的极片，该涂层的厚度为0.1-300um。

聚丙烯酸或聚丙烯酸盐：导电添加剂重量比=（50-95）：（50-5）。

将保护涂层的混合物溶解分散在有机溶剂中，搅拌均匀至完全溶解形成浆料，将浆料均匀涂覆在上述涂有正极材料涂层的极片上，经70～100℃温度干燥（优选3～10小时）后形成保护涂层。该涂层的厚度为0.1-100um.。所述的浆料溶剂为有机溶剂，包括N-甲基吡咯烷酮、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、乙酸乙酯、丙酸甲酯中的一种或几种；所述浆料中溶剂与固体混合物的质量比1～24:2；

保护涂层中聚丙烯酸的粘均分子量为15万～125万；聚丙烯酸盐为聚丙烯酸锂、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钾、聚丙烯酸铵中的一种或几种。

保护涂层中的导电添加剂为炭黑、乙炔黑、导电石墨、活性炭、碳纤维的一种或几种。